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时空数据库中模糊实体间拓扑查询的研究_论文

   中图分类号 :TP311    文献标识码 :A    文章编号 :1009 - 2552 (2007) 10 - 0104 - 02 时 空数 据库 中模 糊实 体间 拓扑 查询 的研 究 陈亚涵1 , 张东京2 (1. 哈尔滨理工大学计算机科学与技术学院 , 哈尔滨 150080 ; 2. 兰州炼油化工总厂中小学总校第三中学 , 兰州 730060) 摘  要 : 时空数据库中确定空间实体间拓扑查询的研究已日益成熟 , 但有关不确定实体即模糊 实体间的拓扑分析和查询的研究不多 。文中依据模糊学基本理论 , 结合复杂确定空间实体间拓 扑关系推理规则 , 系统阐述模糊实体间的拓扑关系 , 并给出定量的模糊拓扑谓词 。这必将有助 于时空数据库拓扑查询系统的完善和发展 。 关键词 : 模糊实体 ; 拓扑关系 ; 9 - 水平域 Research on topological quer y of f uzzy spat ial objects in spatio - temporal data ba ses CHEN Y a2han , ZH ANG Dong2jing 1 2 (1. College of Computer Science and Technology , Ha r bin U n iver sity of Science a nd Technology, H a r bin 150080 , China ; 2. Thir d Middle School of Lanzhou Oil Ref ining Chemical Industr y Fa ctor y’ s Middle and Pr imar y Schools ,Lanzhou 730060 , China ) Abstra ct : Although researches on topological query of crisp regions in spatio - temporal databases are matu2 ri ng gradually , researches on fuzzy spatial object s are not enough. Based on fuzzy theories ,this paper complies with reasoning regulations on complex crisp regions ,and then expounds their topological relations and predi2 cates. This will be conducive to the development of spatio - temporal querying system. Key wor ds : fuzzy spatial objects ; topological relations ; 9 - level region 0  前言 空间实体间的拓扑 关系是空间 中最基本的 关 系 , 构成了空间推理的基本要素 。一些研究者甚至 指出 ,空间实体间的空间关系与实体本身同等重要 , 无论在理论上还是实际应用中 , 拓扑关系判定和推 理都日益受到人们的重视 [1 ] 1  拓扑关系的表示模型 本文以 Egenhofer 提出 的九交模 型 [ 3] 作为理论 模型 , 该模型主要是以点集拓扑学为基础 ,用两个对 0 象 A 的内部 ( A ) 、 边界 ( 9A) 和外部 ( A ) 子集是否 相交来刻画两个对象间的拓扑关系。 具体可以用九 交矩阵来表示如下 : A 0 。但在时空数据库应用 中 , 人们发现诸多空间实体比如气压 、 污染 、 海洋或 者是某种自然文化现象都是不确定的 , 没有明确定 义的边界 , 属于不确定的模糊空间对象 。那么用传 统的拓扑分析法来判定时必然出现诸多问题 。也有 很多的研究者在致力于模糊空间实体的研究工作 , 但是大多都是从事关于模糊空间实体表示模型的研 究 [2 ] ∩B 0 A ∩ 9B 0 A ∩B - 0 - 9A0 ∩ B0 A ∩B 0 9A ∩ 9B A ∩ 9B - 9A ∩ B A ∩B - 从理论上讲 , 集合有 相交 (1) 和不 相交 (0) 两种情 况 ,可以区分 512 种情况 , 但是能区分的有意义的面 收稿日期 : 2007 - 03 - 19 作者简介 : 陈亚涵 ( 19 83 - ) ,女 ,哈尔 滨理工大学 硕士研究 生 , 主要 研究方向为时空数据库系统理论与应用 。 。而本文则基于模糊数学理论 , 对模糊空间对象 之间的拓扑关系进行了推理 ,最重要的是给出了模糊 空间实体之间拓扑关系的形式化描述 — — — 拓扑谓词。 — 104 — 8 与面之间的关系有 8 种可以表示如下 : PC = {相离 ,相接 , 交叠 , 相等 ,包含 ,在内部 ,覆 盖 , 被覆盖} 基础上来定义推断模糊区域的拓扑谓词 。 3. 2  模糊拓扑谓词 模糊区域间拓扑谓词的关键问题是确定所有的 组成 F 和 G 的水平区域 Fi 和 Gi 之间的拓扑关系。 本 文引入了概率值的概念 , 一个基本的概率函数可以 和每一个水平区域相关 ,而且可以认为是表示 Fi 代 表 F 的可能性。 引入概率函数 m ( Fi ) = 9i - 9i- 1 m 的值决定于相邻的 9i 的差异 。 对于 i ∈ [ 1 , n ] , n ∈ IN 时存在 91 = 1 , 9n = 0 可以看出 n 2  模糊理论中的基本概念 [ 4] 和模糊 实体的定义 定义 3. 1 :设 A ?-是论域 X到 [ 0 ,1] 的一个映射 ,即 A ? : X → [ 0 ,1] , x → μ ? 是 X 上的 Fuzzy 集 , λ ( x) 称 A

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